Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время особую актуальность приобретают гидрологические проблемы, связанные с использованием водных ресурсов трансграничных рек. Ярким примером является бассейн р. Амударьи, расположенный на территории пяти государств Центральной Азии, и в целях устойчивого развития всего региона необходимо изучение его водных ресурсов. Наблюдающиеся в регионе изменения климата создают значительную неопределенность в прогнозировании будущего состояния водных ресурсов. Горная часть бассейна р. Амударьи является зоной формирования стока, и подробное изучение гидрологических особенностей именно в этой части бассейна в изменяющихся климатических условиях чрезвычайно важно для развития методов расчетов и прогноза стока на всем бассейне.
В горных районах гидрологические посты расположены, как правило, в среднем и нижнем течении рек, измерения на них характеризуют лишь среднюю удельную водоносность всего бассейна и не отражают высотную поясность в распределении стока, т.е. основную природную закономерность, типичную для горных территорий. Для целей анализа и прогноза гидрологических процессов в горных районах требуется более детальное изучение распределения стока по высотным зонам, поэтому развитие методов исследования зонального стока горных рек весьма актуально и с методической точки зрения.
Цель работы - исследование особенностей зонального стока горных рек бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи и его изменений в условиях изменяющегося климата.
Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
Выделить на изучаемой территории гидрологические районы, однородные с точки зрения изменения зонального стока с высотой.
Вычислить величины зонального стока для каждого из выделенных районов.
Выявить общие закономерности в изменении зонального стока с высотой.
Рассмотреть особенности климатических изменений на территории бассейнов Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи.
Оценить влияние изменения климатических факторов и сокращения площади оледенения на зональный сток рек.
Методы и объекты исследования. Объектом исследования являлся сток рек бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи и его высотная зональность. Использовались данные наблюдений за месячным стоком на 85 гидрологических постах, информация о распределении площадей водосборов по высоте, данные по температуре воздуха и количеству осадков на наземных метеостанциях. Для вычисления величин зонального стока использовался метод регуляризации А.Н. Тихонова для решения некорректно поставленных обратных задач.
Научная новизна работы:
-
-
Впервые для бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи решена обратная задача о зональном стоке и вычислены значения зональных модулей стока для различных высотных диапазонов. Выполнено районирование территории бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи по характеру изменения зонального стока с высотой.
-
Выявлено и проанализировано влияние климатических факторов на зональный сток рек исследуемого региона.
-
Проанализированы колебания величин зонального стока в годы с различной водностью.
-
Рассмотрено влияние деградации горного оледенения на зональный сток бассейнов Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи.
Защищаемые положения.
1. На территории бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи выделено семь однородных районов в соответствии с характером изменения величин зонального стока с высотой, вычисленных методом регуляризации А.Н. Тихонова для решения некорректно поставленных обратных задач.
-
-
-
Выявлено, что изменение величины зонального стока с высотой в однородных районах бассейна Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи имеет сложный характер: при выходе рек на равнинную территорию величина стока близка к нулю, с высотой модуль стока растет до определенной величины, затем в верхних высотных диапазонах модуль стока снова понижается.
-
Доказана возможность определения стока неизученных рек с помощью вычисленных значений зонального стока.
-
Выявлена корреляционная связь зонального стока и годовых сумм осадков на различных высотных диапазонах в выделенных районах исследуемой территории.
-
Выявлено увеличение зонального стока в верхних высотных диапазонах и смещение вверх зоны наибольших значений стока, произошедшее после 1970 г. в результате изменений климата и деградации оледенения в горных районах Центральной Азии.
Практическая значимость работы. Вычисленные зональные модули стока для бассейна Амударьи, Кашкадарьи и Зеравшана дают возможность получить оценки современного состояния водных ресурсов данного региона. Проведенное районирование исследуемой территории позволяет оценивать сток неизученных рек. Выявленные корреляционные связи зонального стока и климатических характеристик и влияние деградации оледенения на зональный сток важны для гидрологического прогнозирования.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на российских и
международных научных форумах, семинарах и конференциях: Central Asia
Symposium, Scientific Workshop "Emerging needs in the Aral Sea basin"
(Wageningen, the Netherlands, 2008), «International Conference on Hydrology and
Climate Change in Mountainous Areas» (Kathmandu, Nepal, 2008); XII World
Water Congress (Montpellier, France, 2009), международном семинаре
«Генетические и вероятностные методы в гидрологии: проблемы развития и
взаимосвязи» (Одесса, 2009), First International Conference on Economists & Management of Water in Arab World and Africa (Assiut, Egypt 2009), международной научно-практической конференции «Социально-экологические проблемы сельского и водного хозяйства» (Москва, 2010 г.), международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Б.И. Куделина «Ресурсы подземных вод: Современные проблемы изучения и использования» (Москва, 2010); Sixth World FRIEND Conference «Global Change: Facing Risks and Threats to Water Resources» (Fez, Morocco, 2010); всероссийской научной конференции «Современные проблемы стохастической гидрологии и регулирования стока», посвященной памяти проф. А.В. Рождественского, на совместном научном семинаре отделов гидрологии и гляциологии ИГ РАН (2011), на научных семинарах лаборатории моделирования поверхностных вод ИВП РАН (2010, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, включая 3 статьи в рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ, и 8 работ в других изданиях, включая раздел коллективной монографии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы (103 наименования) и 2 приложений. Объем работы составляет 128 страниц, в том числе 37 рисунков, 24 таблицы.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.т.н. Михаилу Васильевичу Болгову за научное руководство работой, помощь, ценные советы и рекомендации, а также коллективу Лаборатории моделирования поверхностных вод ИВП РАН за моральную поддержку, внимание и важные замечания при обсуждении работы.
Похожие диссертации на Зональный сток рек Центральной Азии в условиях изменяющегося климата
-
-
-
